++和--运算

++是C++的自增运算符，作用是使变量自加1；--是自减运算符，作用是使变量自减1。++和--有两种用法，一种是前缀用法，一种是后缀用法。前缀用法如：++i、--i ，后缀用法如i++、i--，前缀用法跟后缀用法的差别在于前缀时++i的值为完成i加1后的值，--i为完成i减1后的值。例如：假设i的初值为3，执行cout<<++i<<endl;输出结果为4，而执行cout<<i++<<endl;输出结果为3。--运算符同理。这是世人皆知的常识，我们不再讨论，现在我们来讨论一点有趣的东西，看如下代码：



#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

int i=3;

cout<<(i++)+(i++)+(i++)<<endl;

cout<<i<<endl;

return 0;

}

问，第一次和第二次输出的结果分别是多少？



有人说，是12和6。理由是，表达式从左至右开始计算，因为第一个括号内++运算符是后缀用法，i的初值为3，所以，第一个括号的值是3，计算完第一个括号之后，i自加1，变成4，然后计算第二个括号，第二个括号里的++也是后缀用法，所以，值为4，执行完第二个括号后，i再加1，变成5，接下计算第三个括号，第三个括号里的++也是后缀用法，所以，第三个括号的值为5，然后计算第三个括号相加的和，即3+4+5=12。这个理由看起来不错，似乎应当是这样。然而，运行结果却让人大跌眼镜，竟然是9和6。这是怎么回事呢？说起来也很简单，这是因为很多编译系统规定，在遇到一条计算表达式中同时出现若干i++、i--的情况时，在当前语句中并不执行i的自增和自减，i的初值是多少，i++和i--的值就是多少，当这条表达式执行完成之后，再将i连续自加或自减若干次。

再看如下代码：



#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

int i=3;

cout<<(++i)+(++i)+(++i)<<endl;

cout<<i<<endl;

return 0;

}

问，第一次和第二次输出的结果分别是多少？

有人说，结果应该是4+5+6=15和6。理由我想大家都想明白，我就不多说了。还有人总结了上例的经验，认为，输出结果应该是9和6。我们来运行一下这个程序，看看谁说得对……

好了，运行结果出来了，不过这不是什么好结果，可能很多人看完会抓狂，结果尽然是神鬼莫测的18和6。为什么呢？道理跟上例差不多，那就是很编译系统规定，连续多个前缀式++和--运算符出现在同一个运算表达式中时，先将变量连续自加或自减N次，然后判定++i的值为i+N。



为了验证上面的说法，请看下面的代码：



#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

int i=3;

cout<<(++i)+(i++)+(++i)<<endl;

cout<<i<<endl;

return 0;

}

按照我们上面的推测，第一个输出语句应当是这样执行的：首先，扫描整条运算表达式(++i)+(i++)+(++i)，发现有两处++的前缀式用法，于是，将i连续自加两次，然后开始计算表达式，第一个括号是++i，判定为5，第二个括号是i++，判定值为5，第三个括号是++i判定值为5，最后，计算结果5+5+5=15。因为表达式中有一个i++，所以执行计算完之后将i的值再自加1，变为6。

运行程序，验证一下，果然，结果就是15和6。



下面在来讨论一下网上很多C++论坛里讨论得很多的int i=3；问++i+++i+i++的值是多少的问题。

我看到CSDN里也有人在讨论这个问题，很多人在回帖，答案似乎多种多样，有说是12的，有说是18的，更有说是9的，更有一条回帖十分搞笑——“答案是×××，这是很早以前我的一个很牛×的老师教我的解法得出的结果”。我很无语。学过编译原理的人都知道，“++i+++i”这一段根本就无法解析，编译系统从左至右扫描整条语句，先遇到++i，判断出来是一个i的前缀自加运算，然后接着扫描，遇到一个+，+是一个二目运算符，它的左边已经有一个运算数++i了，系统就向右搜索第二个运算数，又遇到一个+，++比+的运算级别要高，这时，编译系统就将两个+看成一个整体来处理，既然是++，编译系统就认定，肯定它的左边或右边有一个变量，编译系统先搜索左边，发现有一个 i，是个变量，于是它就将i和其后的++组合起来，这时问题就发生了，也就是说第一个i被编译系统绑架到它后面的++那里去了，那么i前面的++是个什么东西呢？编译系统是无法搞明白的，它会倒回去重新搜索++前面是否有左值，发现没有，因此它就认为++是一个缺少左值的自增运算符，于是提示提示用户：'++' needs l-value

我们写个程序验证一下上面的推测：

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

int i=3;

cout<<++i+++i+i++<<i<<endl;

cout<<i<<endl;

return 0;

}

果然，编译时有一个错误，提示error C2105: '++' needs l-value ，证实了我们的推测。这个问题的讨论使我们得出一个结论：如果一个变量Ni的两侧都有++或--运算符并且Ni左边的表达式不能分解成X+或X-的形式，那么编译就会出错，X是有值变量。结论有点绕口，举例说明吧：



程序1

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

int i=3;

cout<<i+++i++<<endl;

cout<<i<<endl;

return 0;

}

程序1说明：表达式i+++i++中第二个i的左右两侧都有++，于是我们看第二个i的左侧，左侧是i+++，可以分解为(i++)+，其中“(i++)”是有值变量，符合X+的形式，因此i+++i++是合法表达式，可以通过编译。



程序2

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

int i=3;

cout<<++i+++i<<endl;

cout<<i<<endl;

return 0;

}

程序2说明：表达式++i+++i中第一个i的左右两侧都有++，于是我们看第一个i的左侧，左侧是++，不能分解成X+的形式，因此该表达式不合法。编译时会提示：error C2105: '++' needs l-value



下面，我们再来讨论一下关于i+++i的问题。曾经有人问，表达式i+++i在编译时，编译系统是怎么拆分的？究竟是拆分成(i++)+i呢，还是拆分成i+(++i)。

这个问题本身的答案很简单，是(i++)+i，不明白的自己去看编译原理。这个问题令人感兴趣之处并不在这里，不知道大家注意到i+(++i)这个表达式有什么奇特的地方没有？假设有如下程序：



#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

int i=3;

cout<<i+(++i)<<endl;

cout<<i<<endl;

return 0;

}

大家可以猜测一下程序的运行结果。



很多人可能会说是7和4，看起来的确像这样。但是，非常遗憾，实验再一次证明，你可能猜错了，结果是8和4。为什么是8和4呢？前面说过int i=3；cout<< (++i)+(++i) <<endl;的情况，编译系统会先将i连续自加1两次，然后将(++i)一律判定为5进行结算，输出10。这里同理，编译系统现将i自加1，然后再对i+(++i)做运算，(++i)的值判定为4，i的值也判定为4，因此计算结果是8。



下面我们来讨论int i=3;cout<<i++<<” and ”<<i++<<endl;的问题。首先请看如下程序，猜测输出结果：



#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

int i=3;

cout<<i++<<" and "<<i++<<endl;

cout<<i<<endl;

return 0;

}

很多人认为输出结果应该是“3 and 4”和5。我们把代码复制到VC6.0或VC2005上编译运行一下，看看结果……

好了，运行结束，结果是“4 and 3”和5。Oh！My God！Can you tell me why？上帝不会告诉你，我可以告诉你。这是因为很多编译系统在处理输出流时，是从右至左的。在上面的例子中，两处i++处于同一个输出序列中，编译系统会先计算处于右侧的第二个i++，这时i的值为3，因此右侧i++的值为3，之后，i+1变成4，计算第一个i++的值为4，计算完之后将i的值再加1，最后才是输出结果，所以输出结果是4和3。